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如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场垂直导轨平面斜向下,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨
1人问答
更新时间:2024-05-05 04:44:15
问题描述:

如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场垂直导轨平面斜向下,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m=0.01kg、电阻不计.定值电阻R1=30Ω,电阻箱电阻调到R2=120Ω,电容C=0.01F,取重力加速度g=10m/s2.现将金属棒由静止释放.

(1)在开关接到1的情况下,求金属棒下滑的最大速度.

(2)在开关接到1的情况下,当R2调至30Ω后且金属棒稳定下滑时,R2消耗的功率为多少?

(3)在开关接到2的情况下,求经过时间t=2.0s时金属棒的速度.

刘利华回答:
  (1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度vm,此时棒处于平衡状态,故有mgsinα=F安,而F安=BIL,I=BLvmR总,其中R总=150Ω由上各式得:mgsinα=B2L2R总vm解得最大速度vm=mgR总B2L2sinα=7.5m/s(2)当R2调整后...
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